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單層索網(wǎng)玻璃幕墻技術(shù)特點及施工方法(一)

2013-04-07 17:46:30 作者: 來源: 我要評論2

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1_22.jpg    近年來,隨著我國建筑市場的發(fā)展以及人們對工作、生活環(huán)境要求的進(jìn)一步提高,越來越多的新型建筑材料被應(yīng)用于建筑行業(yè)中,建筑外裝飾行業(yè)產(chǎn)品中也由原來的以鋁合金框架、鋼框架為主的結(jié)構(gòu)形式開發(fā)出多種新型結(jié)構(gòu)形式,例如索桿結(jié)構(gòu)體系(上海威斯玎酒店、重慶百貨公司)、單層索網(wǎng)結(jié)構(gòu)體系(新保利大廈、紐約時代華納廣場)、索膜結(jié)構(gòu)體系(中國國家游泳中心、哈吉國際航空港)。本文以新保利大廈柔索玻璃幕墻工程為例簡要的介紹單層索網(wǎng)玻璃幕墻(柔索玻璃幕墻)的技術(shù)特點及施工方法,供業(yè)內(nèi)人士參考。

    新保利大廈是由中國保利集團(tuán)下屬新保利大廈房地產(chǎn)開發(fā)有限公司開發(fā)的商用寫字樓,整個大廈結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎獨特,擁有90 米摩天中廳、特式鋼結(jié)構(gòu)吊樓、立體流水雕塑、以及被予為“世界首席”的柔索玻璃幕墻。

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    大廈建筑平面呈直角三角形,建筑標(biāo)高105.2 米,建筑面積109341 平方米,主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu),各核心筒之間通過鋼結(jié)構(gòu)桁架連接,特式鋼結(jié)構(gòu)吊樓自地上二層起從主體三號核心筒結(jié)構(gòu)中懸挑出約25 米,吊樓共7 層,吊樓頂部通過四根預(yù)應(yīng)力主鋼索(超耐久性低松弛鋼絞線)分別與主體核心筒頂部結(jié)構(gòu)相連,大廈東北立面柔索玻璃幕墻既是以靠近東北側(cè)的兩根主鋼索為骨架,高強(qiáng)度不銹鋼拉索為次受力體系形成的空間棱錐索網(wǎng)玻璃幕墻。

    整個幕墻結(jié)構(gòu)體系由大型合金鑄鋼件、主鋼索 A、主鋼索 B、主鋼索與面索之間連接拉桿、不銹鋼面索、面索索夾組成,各組成構(gòu)件技術(shù)特點如下:

    ▲ 合金鋼鑄件轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)(簡稱搖擺機(jī)構(gòu))
    鑄鋼件搖擺結(jié)構(gòu)位于特式鋼結(jié)構(gòu)吊樓頂部的兩個吊點,每套搖擺機(jī)構(gòu)由馬蹄鉤鑄件(2件)、搖擺臂(2 件)、搖擺上支座(1 件)、搖擺下支座(1 件)和銷軸(4 件)共10 個組件組成。整個搖擺機(jī)構(gòu)下端通過搖擺下支座采用高強(qiáng)度螺栓組和銷軸與吊樓鋼結(jié)構(gòu)立柱、橫梁連接,上端通過馬蹄鉤鑄件與主鋼索錨固連接。如圖所示,搖擺機(jī)構(gòu)在兩個平面內(nèi)具有轉(zhuǎn)動性能,設(shè)計中一方面利用搖擺機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動性能很好的完成了從剛性結(jié)構(gòu)到柔性結(jié)構(gòu)的過度,另一方面解決了整個東北立面柔索幕墻在地震荷載作用和風(fēng)荷載作用下對于位移量的要求。

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    ⑴ 主鋼索結(jié)構(gòu)設(shè)計安全系數(shù)的取定:
    在北京新保利大廈工程中,四條主鋼索一方面作為連接特式鋼結(jié)構(gòu)吊樓和主體鋼筋混凝土核心筒的重要構(gòu)件,另一方面,其中兩條主鋼索也作為東北立面柔索幕墻的重要組成部分。主鋼索為平行束預(yù)應(yīng)力低松弛鋼絞線,因平行束預(yù)應(yīng)力低松弛鋼絞線多用于橋梁工程,國內(nèi)尚未明確此鋼絞線用于民用建筑時安全系數(shù)的取值。相關(guān)的國內(nèi)規(guī)范僅在《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》中,規(guī)定了索體材料本身的安全系數(shù)K=1.82,考慮荷載組合中分項系數(shù)K=1.351,索體強(qiáng)度總體安全系數(shù)為K ′=1.35x1.8=2.43 。

   美國規(guī)范:ASCE1996《Structural Applications of Steel Cables for Building》(建筑結(jié)構(gòu)用鋼索)中規(guī)定,鋼索安全系數(shù)為T=2.2(永久載荷+預(yù)應(yīng)力);T=2.0(永久載荷+預(yù)應(yīng)力+風(fēng)或地震)。

    我國橋梁工程規(guī)范:《斜拉索熱擠聚乙烯高強(qiáng)鋼絲拉索技術(shù)條例》GB/T18365-2001中規(guī)定,拉索安全系數(shù)為K=2.5;《斜拉索熱擠聚乙烯拉索技術(shù)條例》JT/T694中規(guī)定安全系數(shù)取2.5~3.0。

    在新保利大廈柔索幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計中,考慮到主鋼索與斜拉橋用拉索的室內(nèi)外使用情況不同,以及主鋼索在整個柔索幕墻中的骨架作用,本工程在主索的計算分析中,其總體安全系數(shù)取2.5。

    ⑵ 主鋼索設(shè)計
    東北立面兩條主鋼索由超耐久性低松弛鋼絞線組合而成,主索截面排列形式如圖所示,主鋼索 A由馬蹄鉤鑄件引出連接至一號核心筒,主鋼索B由馬蹄鉤鑄件引出連接至三號核心筒,主鋼索頂部位置標(biāo)高約93 米,底部標(biāo)高約45 米,A 索全長61.7 米。 B 索全長51.2米。主索端部每條鋼絞線選用專用錨具進(jìn)行錨固,錨固端布置如頂部錨固節(jié)點圖所示:

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    ● 面索及面索錨具支座
    東北立面柔索玻璃幕墻橫向拉索選用Φ36mm,1×91 股高強(qiáng)度不銹鋼拉索,鋼絲抗拉強(qiáng)度 1570MPa,豎向拉索選用Φ26mm,1×61 股不銹鋼拉索,鋼絲抗拉強(qiáng)度 1450MPa,其中橫向拉索主要承擔(dān)正、負(fù)風(fēng)荷載作用和水平地震作用,豎向拉索主要承擔(dān)玻璃及其附件重量。幕墻拉索強(qiáng)度按照百年一遇風(fēng)壓計算,索體強(qiáng)度安全系數(shù)
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